Wpływ dodatku napowietrzającego na przewodność cieplną zapraw geopolimerowych

• Autorzy: Kępniak Maja , Prochoń Piotr , Piątkiewicz Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2023.28.3.4

Warianty tytułu

EN

Air entrance additive effect on geopolymer mortar thermal conductivity

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy badań nad zrównoważonymi materiałami budowlanymi - zaprawami aktywowanymi alkaliami o dużej odporności termicznej. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem bezcementowego spoiwa z popiołów lotnych ze spalania węgla, metakaolinitu i zeolitu, aktywowanego alkalicznie [geopolimeru] z zastosowaniem piasku i pyłu perlitowego oraz mikrosfer jako dodatków potencjalnie zwiększających izolacyjność termiczną kompozytów. Celem badań była weryfikacja wpływu tych modyfikatorów na współczynnik przewodności cieplnej, wytrzymałość na ściskanie i mikrostrukturę zapraw bezcementowych. Wyniki pokazały, że najbardziej skutecznym dodatkiem okazał się piasek perlitowy w ilości 30%. Pozostałe badane wypełniacze lekkie nie zmieniły w znaczny sposób przewodności cieplnej badanych zapraw.

EN

The article deals with research on sustainable building materials - alkali-activated mortars with high temperature resistance. A cement-free alkali-activated binder [geopolymer] based on alkali-activated fly ash from coal combustion using perlite, perlite dust and cenospheres as filler. The object of the analysis was to study the effect of fillers on the coefficient of thermal conductivity, compressive strength and microstructure of the cementless mortars. The results showed that the most effective addition was perlite sand in the amount of 30%. The other tested lightweight fillers did not significantly change the thermal conductivity of the tested mortars.

Słowa kluczowe

PL

geopolimer; przewodność cieplna; dodatek napowietrzający; zaprawa bezcementowa; zaprawa geopolimerowa

EN

geopolymer; thermal conductivity; air-entraining admixture; cement-free mortar; geopolymer mortar

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 28, nr 3
• Strony: 186--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kępniak Maja

• Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology

• https://orcid.org/0000-0001-8092-0445

autor

Prochoń Piotr

• Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology

• https://orcid.org/0000-0003-2672-9054

autor

Piątkiewicz Wojciech

• Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Davidovits J.: Geopolymer Chemistry and Applications, Geopolymer Institute, 2020, p. 698;
• 2. M. Lahoti, K.H. Tan, E.H. Yang, A critical review of geopolymer properties for structural fire-resistance applications. Constr. Build. Mater. 221, 514-526 (2019). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.076
• 3. Davidovits J.: Fire proof geopolymeric cements Proceedings of Second International Conference Geopolymere, 1999, p. 165-169;
• 4. R. Zhao, J.G. Sanjayan, Geopolymer and Portland cement concretes in simulated fire. Mag. Concr. Res. 63 (3), 163-173 (2011). https://doi.org/10.1680/macr.9.00110
• 5. A.Z. Mohd Ali, J. Sanjayan, M. Guerrieri, Performance of geopolymer high strength concrete wall panels and cylinders when exposed to a hydrocarbon fire. Constr. Build. Mater. 137, 195-207 (2017). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.099
• 6. D.M.A. Huiskes, A. Keulen, Q.L. Yu, H.J.H. Brouwers, Design and performance evaluation of ultra-lightweight geopolymer concrete. Mater. Des. 89, 516-526 (2016). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.09.167.
• 7. J.T. Gourley, G.B. Johnson, Developments in geopolymer precast concrete. J. Davidovits (ed.), World Congress Geopolymer, Geopolymer Institute, Saint-Quentin, France, 2005, p. 139-143.
• 8. Z. Pan, J.G. Sanjayan, B. V. Rangan, An investigation of the mechanisms for strength gain or loss of geopolymer mortar after exposure to elevated temperature. J. Mater. Sci. 44, 1873-1880 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3243-z
• 9. V.F.F. Barbosa, K.J.D. MacKenzie, Thermal behaviour of inorganic geopolymers and composites derived from sodium polysialate. Mater. Res. Bull. 38, 319-331 (2003). https://doi.org/10.1016/S0025-5408(02)01022-X
• 10. C. Büchler, Fire safety in industrial buildings and nuclear power plants with air-filters made of geopolymer composite Second International Conference Geopolymer, Geopolymer Institute, Saint-Quentin, France, 1999, p. 181-188;
• 11. J. Davidovits, Geopolymers, J. Therm. Anal. 37 (8), 1991, p. 1633-1656;
• 12. B. Liguori, I. Capasso, V. Romeo et al., Hybrid geopolymeric foams with diatomite addition: effect on chemico-physical properties. J. Cell. Plast. 53(5), 525-536 (2017).
• 13. R.M. Novais, L.H. Buruberri, G. Ascensao et al., Porous biomass fly ash-based geopolymers with tailored thermal conductivity. J. Cleaner Prod. 119, 99-107 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.01.083
• 14. W.D.A. Rickard, L. Vickers, A. van Riessen, Performance of fibre reinforced, low density metakaolin geopolymers under simulated fire conditions. Appl. Clay Sci. 73, 71-77 (2013). https://doi.org/10.1016/j.clay.2012.10.006.
• 15. J. Temuujin, W. Rickard, M. Lee, A. Van Riessen, Preparation and thermal properties of fire resistant metakaolin-based geopolymer-type coatings. J. Non. Cryst. Solids. 357, 1399-1404 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.09.063.
• 16. F. Colangelo, R. Cioffi, G. Roviello, I. Capasso, D. Caputo, P. Aprea, B. Liguori, C. Ferone, Thermal cycling stability of fly ash based geopolymer mortars. Compos. B 129, 11-17 (2017). https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.06.029.
• 17. J.L. Bell, P.E. Driemeyer, W.M. Kriven, Formation of Ceramics from Metakaolin-Based Geopolymers: Part I - Cs-Based Geopolymer. J. Am. Cer. Soc. 92, 1-8 (2009). https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02790.x
• 18. D. Ribero, W.M. Kriven, Properties of Geopolymer Composites Reinforced with Basalt Chopped Strand Mat or Woven Fabric. J. Am. Cer. Soc. 99(4), 1192-1199 (2016). https://doi.org/10.1111/jace.14079
• 19. J. Giancaspro, P.N. Balaguru, R.E. Lyon R. Lopez-Anido, Use of Inorganic Polymer to Improve the Fire Response of Balsa Sandwich Structures. J. Mater. Civ. Eng. 18(3), 390-397 (2006). https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2006)18:3(390)
• 20. E. Jämstorp, J. Forsgren, S. Bredenberg et al., Mechanically strong geopolymers offer new possibilities in treatment of chronic pain. J. Controlled Release, 146(3), 370-377 (2010). https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2010.05.029
• 21. E. Liefke, Industrial applications of foamed inorganic polymers Second International Conference Geopolymer, Geopolymer Institute, Saint-Quentin, France, 1999, p. 189-199
• 22. E. Kamseu, C. Djangang, P. Veronesi, A. Fernanda, U.C. Melo, V.M. Sglavo, C. Leonelli, Transformation of the geopolymer gels to crystalline bonds in cold-setting refractory concretes: Pore evolution, mechanical strength and microstructure. Mater. Des. 88, 336-344 (2015). https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.08.151.
• 23. D.S. Perera, R.L. Trautman, Geopolymers with the Potential for Use as Refractory Castables. ATMMMP 7(2), 187-190 (2005). https://doi.org/10.2240/azojomo0173
• 24. J.L. Provis, J.S.J. van Deventer, Geopolymers Structure, processing, properties and industrial applications Woodhead Publishing, 2009.
• 25. T. Yang, H. Zhu, Z. Zhang, Influence of fly ash on the pore structure and shrinkage characteristics of metakaolin-based geopolymer pastes and mortars. Constr. Build. Mater. 153, 284-293 (2017). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.067.